Przeskocz do treści

Delta mi!

Jak wykryć salamandrę?

Anna Łeń i Marcin Michorzewski

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: kwiecień 2018
  • Publikacja elektroniczna: 29 marca 2018
  • Autor: Anna Łeń
    Afiliacja: studentka, Międzyobszarowe Studia Matematyczno-Przyrodnicze, UW
    Autor: Marcin Michorzewski
    Afiliacja: student, Wydział MIM UW
  • Wersja do druku [application/pdf]: (108 KB)

Przyjrzyjmy się problemowi, przed którym staje legislator wyborczy: podział kraju na okręgi wyborcze...

Ordynacja wyborcza występująca w Stanach Zjednoczonych przy House of Representative polega na wybraniu 435 kandydatów z 50 stanów. Każdy stan podzielony jest na jednomandatowe okręgi zwane też dystryktami. W każdym dystrykcie dokładnie jedna partia wygrywa, zdobywając miejsce w House of Representative. Okręgi są zdefiniowane przez terytorium, powinny być spójne oraz mieć taką samą populację. Liczba okręgów w danym stanie podyktowana jest populacją i już ona jest przedmiotem wielu dyskusji. Więcej na ten temat można znaleźć w literaturze pod nazwą apportionment. Upraszczając nieco problem, przeanalizujemy, w jaki sposób sprawiedliwie dokonać podziału na okręgi wyborcze.

Okazuje się, że manipulując podziałem na okręgi, nie zmieniając liczby wyborców w okręgach, można zmienić wyniki wyborów. Manipulacja w tym zakresie nazywa się gerrymanderingiem. Nazwa jest zbitką nazwiska amerykańskiego polityka Elbridge'a Gerry'ego oraz salamandry. W 1812 roku E. Gerry, jako gubernator stanu Massachusetts, zarządził podział stanu na dystrykty w taki sposób, aby zapewnić przewagę Partii Demokratyczno-Republikańskiej. Jeden z okręgów przypominał mityczną salamandrę i został określony przez Boston Gazette jako Gerry-mander. Od tego czasu problem nie zniknął, Stany Zjednoczone stale podejmują działania mające walczyć z tym problemem.

Wprowadzenie wskaźnika

Dla uproszczenia przyjmijmy, że w wyborach kandydują tylko 2 partie: |A i B. | Wygrywają one miejsca w rządzie, które potem we własnym zakresie rozdzielają. Zakładamy, że okręgi są jednomandatowe (ich liczba S jest ustalona z góry), że w każdym jest taka sama liczba wyborców oraz że w każdym ważne głosy oddaje dokładnie tyle samo osób. Zbiór okręgów oznaczmy przez |D = {δ1,δ2,...,δS}. Przyjmijmy następujące oznaczenia:

  • DP ⊂D - zbiór okręgów, w których wygrała partia |P,
  • V Pi - liczba głosów zdobytych przez partię |P w okręgu δi,
  • V P - całkowita liczba głosów oddanych na partię P,
  • Vi - liczba wszystkich głosów oddanych w okręgu δi,
  • SP i - liczba miejsc zdobytych przez partię P w i-tym okręgu  P (Si ∈ {0,1}), item  P |S - liczba wszystkich miejsc zdobytych przez partię |P,
  • V - liczba wszystkich głosów oddanych w wyborach.

Zatem głosów oddanych w każdym okręgu jest dokładnie Vi = VS, dla |i = 1,2,...,S. Wskaźniki ν i σ oznaczają przewagę partii A odpowiednio w głosach, które oddali wyborcy oraz miejscach, które uzyskała:

 A B A B ν= V---−V--, σ = S--−S--. V S

Głosami zmarnowanymi (wasted votes) nazywamy wszystkie głosy na przegraną partię oraz na wygraną powyżej progu 50% (tzn. te, które były zbędne do zwycięstwa). Oznacza to, że zawsze połowa głosów jest zmarnowana.

obrazek

Analogicznie jak poprzednio, niech  P Wi to będzie liczba głosów zmarnowanych w okręgu δi przez głosujących na partię P , zaś |WP - liczba zmarnowanych głosów we wszystkich okręgach. Zachodzi następująca zależność |WA = V A − SA⋅Vi i i i 2 (przypomnijmy, że okręgi są jednomandatowe). Spójrzmy, jak wyglądają głosy zmarnowane na partie |A i B. | W tym celu zdefiniujmy współczynnik efficiency gap

SAB Wi−WiWA−WB =Qi1V=V. EG

Jeżeli |EG jest dodatnie, oznacza ono niesprawiedliwość wobec partii |A, gdy ujemne, to dla B. | Gdy ≈0, EG wówczas obie partie straciły podobną liczbę głosów i taką sytuację uznaje się za sprawiedliwą.

Przyjrzyjmy się bliżej informacji, którą niesie współczynnik . EG Zauważmy, że

 S WA = Q WAi = VA − SA-V-, i 1 2S

stąd

ABAB =V−V−1S−S=ν−1σ. EG V2S2

Niektóre usterki współczynnika |EG :

  • Współczynnik EG nie odwzorowuje proporcji głosów w liczbie zdobytych miejsc. Tzn. jeśli partia A zdobywa w całym kraju 66% głosów, zaś partia B uzyskała 34%, to wówczas ν = 0,32. Aby współczynnik |EG był jak najbliższy 0, to |σ= 0,64, czyli partia |A powinna zdobyć 82% miejsc, zaś partia B tylko 18%.
  • Jeśli partia |A będzie miała co najmniej 79% poparcia w społeczeństwie, to niezależnie jak wybierzemy okręgi, będzie  1 ν− --σ⩾ 0,58 −0,5 > 0,07; 2

    wybory zawsze byłyby więc niesprawiedliwe (jeśli uznamy, że takie są wtedy, gdy EG przekracza 0,07 ). Wynika to z tego, że przewaga wygranych miejsc ma |2 razy mniejsze znaczenie od przewagi głosów w społeczeństwie.

  • Dla okręgu |i poziom sprawiedliwości =WAi−WBi |EG iVi wynosi zero tylko wtedy, gdy jedna partia zdobędzie |3 razy więcej głosów od drugiej. Wtedy sprawiedliwym podziałem jest taki, w którym w każdym z okręgów proporcje głosów wynoszą 3 1.

Zachęcamy do przyjrzenia się nieco poprawionej metodzie mierzenia niesprawiedliwości

̃EG = WA---− WB--. V A V B

Nie istnieje jednoznaczny, powszechnie stosowany sposób sprawdzania, czy podział jest sprawiedliwy. W Stanach Zjednoczonych powoływane są specjalne zespoły czuwające nad takimi podziałami. Zauważmy, że nie wszystkie założenia przytoczonego modelu daje się spełnić (np. równa liczba wyborców w każdym okręgu i jednocześnie równa liczba oddanych głosów), stąd pole do poprawy modelu jest jeszcze spore.

obrazek

Z lewej współczynnik 0, EG z prawej wynosi | 1. 8

Z lewej współczynnik 0, EG z prawej wynosi | 1. 8

Przykład 1. Każde pole planszy przedstawia jednego głosującego. × oznacza głos oddany na partię A, puste pole to głos oddany na partię B. | Na rysunku z lewej obie partie zdobywają taką samą liczbę mandatów. Jeśli jednak zmienimy kształt okręgów tak jak na rysunku z prawej strony, to wygra partia |A, zdobywając 5 mandatów.


Przykład 2. Można znaleźć przykład takich wyników głosowania na dwie partie, żeby w jednym układzie okręgów wygrała partia A, | a w innym |B.

Przykład 3. Czy możliwe jest, żeby sytuacja z przykładu 2 miała miejsce, gdy okręgi są dwumandatowe?

Przykład 4. W 2015 roku w USA odbyła się rozprawa pod nazwą "Gill v. Whitford", w której sąd najwyższy zgodnie z radą pomysłodawców efficiency gap zasądził, że maksymalny dopuszczalny poziom EG to 0,07. Tym samym stwierdzono, że wybory z 2012 i 2014 roku w Wisconsin były niekonstytucyjne ( EG wyniosło odpowiednio 0,13 oraz 0,1 ).

Przykład 5. W wyborach startują dwie partie. Przyjmując, iż sprawiedliwy jest taki podział, że =0,07, |EG jakie jest najmniejsze procentowe poparcie dla jednej z partii, żeby miała ona większość w parlamencie?